1功能设计
实验室门禁管理系统可以有效解决这类问题，实现实验室教学管理上的快速、准确、实时、高效．然而，学校实验室人力资源是非常有限的，为实现实验室在线智能化管理，提高实验课程管理效率，降低管理成本，管理流程需要得到有序、有效的管理．根据学校的需求分析设计以下功能:①门禁管理．利用ＲFID技术［3］标签绑定师生身份信息，通过刷卡识别身份信息并开机房门．②电源管理．为防止原手工模式统一开关设备而造成的能源浪费而设计，刷卡入门，一人开一电脑模式，实现电脑自动开关机，自动控制电灯开关等功能，可节约大量的能源，更好地实现自动化．③考勤管理．考勤管理是针对师生进行教学而产生的记录情况，可随具体情况进行调整，分为如下诸功能:1)用户管理．主要有登录系统、离开系统两部分．在登陆中会有身份认证．比如，有教师登录、学生登录、领导登录、系统管理员登录等．登录确认后可修改密码、查看信息等，不同用户根据权限决定功能．2)师生考勤管理．主要针对教师考勤的前端显示和管理界面，方便师生查看教学信息和记录．3)学生成绩管理．教师可以实时录入学生实验成绩以及学生查询实验成绩的前端显示界面．4)师生交互管理．为师生交流，实现教师下达实验任务及实验指标给学生，学生可以留言给老师等功能而设计．5)Web访问管理．主要针对远程登录该系统并进行一些信息查询和维护．6)系统操作管理．软件的重启或关闭等功能，甚至可以直接对电脑进行重启、关机等操作，由实验室管理员控制．7)信息提示警告．对系统运行进行实时监控，方便实验室管理员维护该系统．此项功能可以作为隐蔽窗口处理．
2系统架构
本网络架构由门禁系统、电源管理、用户访问组成．系统详细拓扑结构如图2所示．门禁系统通过ZIGBEE技术可以实时自动化控制电源管理，同时通过WIFI技术把识别到的数据经服务器读入到考勤管理系统．考勤管理系统可以通过实验室管理员调节电源管理中的功能，并通过考勤管理系统记录师生、课程、考勤等信息，用户通过各种通信方式访问该门禁考勤系统．该门禁系统使用TCP/IP网络化，相对于传统门禁有着无可比拟的优势，采用更加完善的网络协议，进行网络管理和网络资源访问授权，有利于系统安全．通过网络采用B/S模式可以省略安装客户端软件环节，只需维护服务软件，便于管理和更新升级，避免了软件的兼容性等问题．
3系统开发与实现
根据系统需求分析和功能设计以及数据库设计，系统选用MyEclipse8．6．0作为集成应用开发环境，选用SQLSever2005作为数据库服务器［4］，利用JDBC技术连接数据库．在门禁管理上，通过JavaSocket编程［5］将信息上传;在考勤系统上，采用B/S模式，利用JavaEE方面的技术设计考勤系统，划分为用户管理、师生考勤管理、学生成绩管理、师生交互管理四大功能模块．考勤管理系统为实现用户信息修改和查询、用户申请实验室、师生考勤信息统计、学生成绩统计、师生交互、Web在线访问、系统维护等功能，采取面向对象、三层结构的模式进行开发．根据三层结构的理念［6］，将系统开发设计分为3个层次．WorkUSL、WorkBLL、WorkDAL分别对应表示层、业务逻辑层、数据链路层，其中WorkUSL放置系统界面设计的相关内容，WorkBLL是一个放置数据传递和处理的业务类库，WorkDAL是一个放置数据操作、保存和读取的数据类库．除此以外，为更加方便识别各实体间的区别与权限，创建一个实体类WorkEntity，统一在三层结构模式之间相互传递的数据实体，包含系统用到的所有对象，如用户类:教师、学生、实验室管理员、学校领导等．表示层WorkUSL是系统界面的内容，是用户直接看到的部分．为了使用户对系统感觉和体验更好，该部分需要设计精彩、美观，运用了Struts框架、Jsp、Jquery、Ajax等技术．表示层需要向用户展现用户请求需要的数据，向用户请求输入、验证等身份识别功能，不同身份用户登录拥有不同界面和权限，学生入学时，由实验室管理员统一进行学生用户注册，并赋予初始密码．界面考勤查询、考勤数据、系统辅助、师生交互信息交谈、系统管理等6个功能版块．考勤查询可以检索学号、班级、实验室号、姓名，也可进行模糊查询．考勤数据从学生通过读卡器刷卡时得到，系统自动录入，记载了实验时间、实验室号、课程名、教师、学生等信息，可添加备注．师生交互主要是通过相互留言进行交流．系统管理主要实现系统维护等功能，如重启、数据备份等．业务逻辑层WorkBLL是系统开发最关键的一部分，是开发的核心．通过业务逻辑层，运用Struts2控制Action技术与数据链路层才能有机结合在一起，相互进行数据交换，可以避免用户直接操纵数据库暴露数据结构的风险．业务逻辑层的规范化，不仅仅提高了它的复用利用率，还可以更好地维护系统和扩展系统．业务逻辑层主要把表示层用户需要请求的数据通过访问数据库接受数据，并返回给表示层，在两层间起到纽带的作用．数据链路层通过JDBC连接池技术实现对数据库数据的操作，增、删、查、改．考勤管理系统连接数据库必须明确服务器、数据库名称、用户和密码，以及其他的连接参数．在用户登录时，需要密码验证等，是在数据链路层中存放数据读取、连接和操作时的数据库类．实体类WorkEntity是数据的载体，放置了系统在运行中需要用到的所有对象，如用户类、实验室类等，类中进行了封装，拥有各自的属性与数据库中相对应．该门禁考勤管理系统运行于网络浏览器模式，可以保护数据，避免人为破坏或修改，保证数据的真实、客观、准确而使系统高速、高效、易操作等．采用SQLServer2005和MyEclipse8．6．0开发平台具有诸多优势，如可跨平台、执行效率高、具有分布性、方便管理和易于维护、可实现用户同步更新等;而SQLServer2005提供了良好的安全性，便于操作，有强大的数据操纵能力．
4结语
该系统是我校自主研发、设计和实现的基于ＲFID的实验室门禁考勤管理系统，便于师生了解实验室当前状况和申请实验室，便于学校管理实验室考勤，便于实验室管理员管理实验室，实现了实验室管理自动化，节约了管理成本，提高了工作效率，并加强了师生间的相互联系．通过大量的测试，该系统运行稳定，特别是考勤数据自动收集存档，为提高学生考勤管理效率和质量提供了支持，并且学生不需要管理员钥匙自动开门，减少了管理员陪伴，防止了钥匙丢失的风险．该实验室门禁考勤管理系统稳定、便于操作和安全运行，涉及诸多技术问题，如UHFＲFID读卡器与服务器数据交换、远程终端访问、数据的安全性等．我们通过大量的研究和实践都得到较好的解决．在这些技术基础上，我们进行技术优化和创新，利用ＲFID技术进行身份识别、出勤管理、实验项目自动生成、实验数据和成绩记录等，避免了重复性的工作，提高了效率和质量，保证了实验数据的安全，并且采用ULMS人机界面，支持远程终端访问．网络管理系统安全性是非常重要的，而C/S模式有很多局限性;而采用B/S模式三层结构实现了有效的三层分离，很大程度上保证了数据库的安全性和被攻击可能性;同时使用表单的身份验证，并为重要文件设置相应的访问权限，有利于管理用户的访问和数据安全，同时在数据库操纵中均采用存储过程，将多组SQL操作命令进行打包执行，节约了被SQLServer分析、编译和优化的时间，同时也避免了多次打开数据库进行操作的重复次数和耗时操作，明显提高了数据库访问效率．
作者：王月浩 刘杰 余洲 游益锋 单位：重庆文理学院软件工程学院
